Kas ir lavīnas fotodiode?

Īsā atbilde

Ir daudz lietojumu, kuros gaisma tiek pārveidota elektriskos signālos, tostarp optiskās šķiedras sakaru sistēmas. Viena no sastāvdaļām, kas to var izdarīt, ir lavīnas fotodiode (APD). Daļiņas, ko sauc par lādiņu nesējiem, nonāk diodē un tiek pakļautas elektriskā lauka iedarbībai. Procesā, ko sauc par lavīnu, sadursmju rezultātā rodas daļiņas, un gaismas daļiņa, ko sauc par fotonu, var radīt daudz elektronu, lai radītu elektrisko strāvu. Optiskajos uztvērējos parasti ietilpst lavīnas fotodiode, kā arī fotonu skaitītāji un tālmēri, ko izmanto automašīnās, celtniecībā un pat medībās.

Lavīnu fotodiodes parasti ir izgatavotas no kristāliskā silikona slāņiem starp diviem elektrodiem. Elektriskais lauks iedarbina procesu, kad gaisma iekļūst diodē. Ir dažādi APD veidi, kas var darboties atkarībā no gaismas viļņa garuma, kas tajos nonāk. Ja tie ir izgatavoti no silīcija, spektrālais diapazons parasti ir no 300 līdz 1,100 nanometriem, savukārt germānija lavīnas fotodiode bieži ir piemērota gaismas viļņu garumam no 800 līdz 1,600 nanometriem. Vēl viena versija, kas izgatavota no indija, gallija un arsēna, var darboties ar 900 līdz 1,700 nanometru viļņu garumiem.

Lavīnas fotodiode bieži ir pieejama dažādos izmēros. Lielākas diodes var iegūt vairāk gaismas nekā mazākas, kā arī novērš nepieciešamību pēc citiem optiskiem komponentiem, kas var palielināt izdevumus. Mazāku šķirņu izmantošana ir izdevīga, ja pusvadītāju plāksnīšu telpa ir ierobežota. APD parasti ir vispiemērotākais gadījumos, kad gaismas intensitāte ir salīdzinoši zema, bet ir nepieciešams noteikt vidējas vai augstas frekvences.

Lavīnas fotodiodē bieži izmanto silīcija sastāvdaļas ar pozitīvu un negatīvu elektrisko lādiņu. Iestatīšana parasti rada apgrieztu nospriegotu spriegumu, kas attiecas uz spriegumu, kas vienā galā ir augstāks nekā otrā. Sadales spriegums ir mazākais strāvas daudzums, kas var izraisīt diodes vadīšanu. Lavīnas efekts var turpināties, ja lādiņu nesošās daļiņas paātrinās pietiekami lielā ātrumā. Reversās nobīdes spriegumam parasti jābūt lielākam par sadalījumu; ja tas ir mazāks, tad berze var izraisīt daļiņu palēnināšanos.

Optiskās sistēmas pārraides jauda bieži ir atkarīga no izmantotās lavīnas fotodiodes veida. Noderīgas var būt arī attāluma mērīšanas sistēmas, piemēram, satiksmes ātruma pistoles tiesībaizsardzības iestādēm, kā arī tālmēri, ko izmanto mednieki. Lavīnu fotodiodes bieži ir daļa no lāzera sensoriem, kas atrodami ostas navigācijas sistēmās, apsekošanas iekārtās vai iekārtās, kurām nepieciešams uztvert cilvēku un aprīkojuma tuvumu. Tie var būt arī daļa no automobiļu vadītāju brīdinājuma sistēmām.

Īsā atbilde

Saistītie jautājumi